Как называется структура соответствующая многоуровневой файловой системе windows

Логическая Организация файловой
системы

Структура файловой системы иерархическая,
но древовидная

Каталог ProgramFiles- находится на системном диске, хотя
система допускает его перенос в другое
место.. Но лучше этого не далать.

Каталог DocumentAndSettings– содержит профили
пользователей. Профилями называются
все каталоги пользователя и в целом он
содержит следующую информацию : Временные
файлы Интернета, Рабочие каталоги
программ, такие как каталог хранения
почтовой базыOutlook, Так
же различные электронно – цифровые
подписи, Рабочий стол (Его содержимое),
содержимое папки мои документы, структуру
меню Пуск, Избранное, Часть системного
реестра, относящегося к данному
пользователю. и т.д. В этом каталоге
хранятся Локальные профили пользователей.
Если компьютер работает в Большой
корпоративной сети, то профиль будет
перемещаемым.

Каталог Windows(WinNT)
– находятся все системные файлыWindows,
подключаемые библиотеки и т.д. В отличии
отUnixWindowsзащищается от пользователя, библиотеки
нельзя удалить и модифицировать, так
же тут могут находиться файлы конфигурации
старого формата.

1. Хранение и конфигурация операционных
   систем.

1. В UNIXконфигурация как
   правило хранится в файлах текстового
   формата, Все эти файлы находятся в
   каталогеetc. И либо
   существуют специальные утилиты для
   настройки, например для смены пароля
   – программаpasswd, либо
   пользователь должен в текстовом
   редакторе исправлять конфигурационные
   файлы. Размер некоторых подобных файлов
   может достигать 50 и более килобайт, для
   удобства пользователя такие файлы
   совмещены с комментариями.

2. Windows– До версииWindows3.11 включительно настройки операционной
   системы хранились в конфигурационных
   файлах текстового формата, ВWin95
   для хранения настроек основой является
   Реестр. Идеи реестра заключаются в
   представлении всех настроек в виде
   древовидной структуры. Однако часть
   настроек до сих пор хранятся в текстовых
   файлах. Обычно это файлы с расширением*.ini

Реестр windows –
Для удобства пользователя Реестр
разделён на 5 групп:

1. HKEY_LOCAL_MACHINE– тут собрана информация о текущей
   конфигурацииwindows. Права
   на запись в эту часть реестра имеет
   только системный Администратор. В этой
   части реестра настраиваются Сервисы
   и Службы, информация о текущей
   конфигурации и установленных программ.
   Так же тут находится информация об
   автозагрузке.HKLMSOFTWAREMICROSOFTWINDOWSCURRENT_VERSIONRUN

2. HKEY_CURRENT_USER– в этой части реестра хранится
   информация, относящаяся к текущему
   пользователю. Эта ветвь реестра хранится
   вместе с профилем пользователя.
   Пользователь имеет полные права на
   корректировку этой части реестра. Тут
   так же есть раздел относящийся к
   установленному программному обеспечению.
   Для Редакции Реестра вручную существует
   специальная программа –regedit– поставляется дистрибутивно.

Физическое хранение файлов реестра…
Т.к Реестр является важным для работы
системы, реестр разбит на несколько
файлов, и существуют автоматические
резервные копии каждого из файлов. Для
защиты информации Windowsне кому не даёт прочесть эти файлы, пока
система работает.

Файлы хранятся

HKLMSM — — — — — — — — В
папке system32configsam

HKLMSecurity — — — — — Security

HKLMSoftware — — — — — Software

Некоторые части реестра создаются при
загрузке системы и неассоциируемы ни
с какими файлами. Основная идея, которая
была предложена Microsoft–
хранение учётных записей так же в
реестре, в отличии отUNIX(/etc/passwd/,etc/shadow/) и в
отличии вWin95 и выше где
файлы хранятся в разрешении .pwl. УтилитаL0pht Crack – позволяет
взламывать паролиWindows.

ERDcommander–
сбрасывает пароль администратора.

1. Механизмы защиты файлов (Ограничение
   доступа)

Механизм защиты файлов UNIX

Он основан на так называемом Коде защиты,
Берёт своё начало в районе 80-х годов, В
настоящий момент используется широко,
для хранения информации о доступе к
файлу используется одно 16-ти разрядное
слово, каждый вид которого используется
определённым образом. В общепринятых
символах код защиты записывается так:
SSTRWXRWXRWX. Для удобства представления
группы разбиты на подгруппы по
функциональному значению. Первая
подгруппа – дополнительный разряд
подзащиты – не оказывают явного влияния
на режим доступа к файлу. Второй разряд
– код защиты для владельца файла, Затем
код защиты (Кужим доступа) для группы
владельцев файлов, последний разряд –
режим доступа для всех остальных. В
сокращённом виде код защиты модет быть
записан так:RWXRWXRWX. У каждой буквы своё
значение :R=ReadW=WriteX=execute{Для
каталогов и фалов права доступа означают
немного разные вещи} Программы,
настраивающие права доступа к файлу,
как правило требуют указания в восьмеричном
формате.

В Unixсуществуют дополнительные
разряды кода защиты которые предназначены
для определённых служебных целей.(SST)
(Setuid Setgid sTiky)

Setuid–SetUserIDпри
установленном признаке на исполняемом
файле во время запуска программы
происходит следующее: эффективный
идентификатор пользователя меняется
на идентификатор владельца файла. И во
время выполнения программы она получает
привилегии владельца файла. Такие
программы в простонародии называются
Суидными, этот признак ставится и
работает только для исполняемых файлов.
Путём замены эффективного идентификатора
временно пользователю предоставляются
привелегии системного администратора
в случаях, например, когда необходимо
изменить пароль пользователя. Потенциально
этот механизм представляет собой большую
проблему безопасности системы и такие
программы должны писать очень тщательно.

Setgid– работа данного
признака аналогична работе признакаSetUid, только данный признак
предназначен для групп пользователей.

Пример использования:

Согласно требованьям безопасность,
пользователи должны регулярно менять
свой пароль. Файл, содержащий учётные
записи пользователь /etc/passwd/
доступен обычным пользователям только
на чтение а файл /etc/shadow/
вообще не доступен рядовым пользователям.
Соответственно возникает проблема. Без
использования этого механизма пользователь
сам не может поменять пароль.

ПРИЗНАК Sticky– Устанавливается
на каталоги При установленном признаке
стереть файл может только его владелец,
это используется для разнообразных
публичных директорий. В таких каталогах
хранится много файлов, на них ставятся
полные права доступа и без этого признака
любой пользователь мог удалить чужой
файл.

Так же в рамках этого механизма защиты,
каждому файлу назначен владелец и
назначена группа владельцев файла. /Для
управления правами доступа используются
три команды.

1)Chmodновый код Список
файлов ———Команда устанавливает код
защиты Список файлов передаётся через
пробел.

2)Chownновый владелец
Список файлов——— — предназначена для
смены владельца файла.

3)Chgrpновая группа список
файлов. ———предназначена для смены
группы владельцев файла

1)Системный Администратор имеет полные
права доступа к файлам в системе, даже
если для него не установлены признаки
RиW.

Так же системный администратор может
на своё усмотрение назначать права
доступа.

2) Пользователь не может поменять
владельца файла.

3) Пользователь может поменять группу
владельцев файлов только в том случае,
если он будет входить и в новую группу.

4) Пользователь может менять права
доступа только для своих файлов.

Команды управления доступом для
группы файлов

-R– будут
меняться права доступа для всего
каталога.

Пример: chown–Rroot:rootsubdir- Команда будет выполнена для всего
каталога с именемSubdir

Второй вариант – использование мет
символов в именах файлов.

Например:

Chmod.766file*nam?
— тут звёздочка заменяет любое
количество символов, вопросительный
знак занимает один символ.

1. Многотомные файловые системы

В Unixвсе операции подключения
дополнительных файловых систем
осуществляются путём подключения уже
существующей файловой системе и
становятся её частью, при этом ни для
пользователя, ни для программы пользователя
нет никакой разности в том, с каким
накопителем в данный момент он работает.
Пользователь просто работает с файловой
системой, при этом если подключаемая
система не поддерживает некоторого
сервиса, например, прав доступа, то
недостающие возможности будут
эмулироваться.

Если мы попытаемся установить право
доступа, то эта команда завершится с
ошибкой. Операция подключения
дополнительных файловых систем называется
монтированием.

Для того, чтобы можно было подключить
файловую систему, необходимо выполнение
двух условий:

1. На устройстве хранения должна быть
   какая – либо файловая система.

2. Данная файловая система должна
   поддерживаться операционной системой
   UNIX.

При операции монтирования происходит
совмещение корневого каталога
дополнительной файловой системы с уже
существующим каталогом рабочей файловой
системы(любым) . при этом тот каталог с
которым мы совмещаем называется
Каталогом-точкой монтирования. А операция
совмещения называется МОНТИРОВАНИЕМ.
После успешного выполнения этой операции
все обращения к каталогу-точке монтирования
будут переадресованы к файловой системе
дополнительного устройства. Таким
образом в ОС Unixосуществляется
работа с дополнительными файловыми
системами..

Для Реализации используют системный
вызов MOUNT, для отключенияUMOUNTправа на выполнение
таких команд есть только у системного
администратора.

ПРИМЕР:

Mount–tVFat/dev/fd0
/mnt/floppyпосле команды маунт идёт опция которая
задаёт тип файловой системы, следующий
параметр – название специального файла,
соответствующего тому устройству, на
котором установлена файловая система.
Следующая опция – путь к каталогу –
точке монтирования. Параметр –tне обязателен, если его нетUnixпопытается определить тип ФС сам. При
выполнении этой операции необходимо,
чтобы

1) Тип подключаемой фс соответствовал
файловой системе на устройстве

2) Необходимо, чтобы существовал каталог
– точка монтирования.

До 1995 года необходимо было, чтобы каталог
– точка монтирования был пустой и не
содержан никаких файлов. Современные
UNIXдопускают наличие в
точке монтирования какой – либо
информации до операции монтирования,
после операции монтирования мы не сможем
получить доступ к этим файлам. Если до
операции монтирования программа открыла
и использовала какой – либо файл
находящийся в точке монтирования, то
после выполнения монтирования программа
сможет продолжить использовать уже
открытый файл. Но физически их там не
будет, в том числе не смогут проходить
повторные открытия.

Опция bindPointМожно сопоставить один каталог с другим
так, чтобы все программы, которые будут
заходить в первый каталог будут видеть
содержимое второго каталога. Отличие
этого режима от операции монтирования:
При классической операции монтирования
требуется чтобы мы подключали корень
файловой системы к уже существующему
каталогу, тут же мы подключаем один
каталог к другому каталогу в независимости
от того, где они находятся в иерархической
структуре. Такой режим появился в районе
2000 годов.

СОЗДАНИЕ ФАЙЛОВОЙ СИТЕМЫ:

Команда mkfs–text3 /dev/fd0
указан тип файловой системы и
специальный файл устройство на котором
нужно создать её. Так же в данную команду
можно передавать специфически параметры
для каждой файловой системы такие, как
размер кластеров, количество супер
блоков, режим журнализирования и так
далее. Параметры зависят от типа файловой
системы, в данном случае на дискете
будет проинициализирована таким образом,
как считают оптимальным разработчики
файловой системы. Некоторые параметры
в дальнейшем могут быть изменены, а
некоторые нет. Например для файловой
системыEXT3 мы можем
увеличив раздел просто увеличить
файловую систему. Для кластерной файловой
системы можно, например, увеличить
количество узлов, которые используют
данную файловую систему.

Распределённые
файловые системы

Основная система распределённых файловых
систем заключается в том, чтобы
предоставить возможность совместного
доступа к файлу или каталогу для
процессов, которые выполняются на разных
компьютерах (для пользователей разных
компьютеров). Такая идея реализуется
разными способами но в Unixвсё основано на операции монтирования.
И пользователям предоставляется доступ
к удалённым фалам так, если бы они
находились на локальной машине. Первое
очевидное достоинство – то , что
обеспечивается совместный доступ к
файлу с разных машин. Неочевидное
преимущество – то, что можно подключить
любой отдалённый каталог с уже существующей
файловой системе.

Минус в том, что скорость доступа гораздо
ниже чем на локальных дисках, так же
нужно учитывать временные задержки при
передачи по сети (Lan/Internet)

Так же работа файловой системы зависит
целиком от работоспособности сети.

Существует два типа распределённых
файловых систем:

1. Сетевые файловые системы по своему
   устойству являются более простыми, чем
   распределённые файловые системы. Самая
   первая доступная файловая система –
   Nowell(80-90 гг) На этой файловой
   системе было построено множество баз
   данных. Эта компания разработала самый
   быстрый файл-сервер на базе обычного
   персонального компьютераIBMPC.

Следующая файловая система – файловая
система NFS– была разработана
для операционных системUNIX.
Используется до сих пор

Файловая система SMB– эта
файловая система была разработана
КомпаниейIBMдля своих
персональных операционных системOS/2.
Последние две системы являются открытыми,
на них существует спецификация,
стандартное описание протокола и т.д.
На сегодняшний деньNFSиспользуется на 99 процентах Юниксов а
файловая системаSMBи её
потомки используются в продуктах
компанииMicrosoft, существует
поддержка в операционной системеUnixа так же во встраиваемых устройствах,
например в сетевых дисковых массивах.
Первые реализации файловой системыNFSработали по семейству протоколовTCP(соединение точка – точка необходимо
определённое количество времени) В то
время, как файловая системаSMBбыла построена на протоколеUDP(Работает быстрее) Позже вышли реализации
системыNFSкоторая работала
на протоколеUDPно этот
рынок был уже занят. Для того , чтобы
обратиться к какому-то файлу нужно
знать, где этот файл располагается.

2)Распределённые файловые системы.
Представляют собой множество секторов,
которые предоставляют единый доступ к
файлу, не зависимо от того, где этот файл
располагается. Для крупных проектов
создавалось множество файловых систем
такого класса.

Первая система – AFS-
создана в рамках проекта компьютеризации
одного из Американских университетов.
Палнировалось что со временем эта
система будет расширена до уровня
города.

В ОС WINDOWS

Каждое дополнительное устройство
получает свою букву (A,B,C,D),
однако начиная с версииWINDOWS2000 появилась возможность подключать
дополнительные устройства к уже
существующим каталогам.

1. Специальные файлы (файлы устройств)

В Unixработа с внешними
устройствами происходит с помощью
файлов, называемых файлами устройств.
Специальными файлами пользуется вся
ОСUnix. С точки зрения
пользователя, работа с внешними
устройствами заключается в выполнении
обычных операций ввода-вывода (те же
самые системные вызовы, что и с обычными
файлами.) При этом происходит не физическая
запись на диск, а происходит обращение
к внешним устройствам. Все файлы устройств
хранятся в каталоге /dev,
или его подкаталогов. Бывают два типа
таких файлов ….

-Блок – ориентированные – предназначены
для работы с устройствами, которые , во
первых, позволяют обращаться к конкретным
адресам, во вторых, ориентированы на
передачу информации целому блоку,
например, по 512 байт. Примером таких
устройств являются: Жёсткие диски,
память и т.д.

-Байт – ориентированные – Передача
информации осуществляется по символам
от таких устройство. Примером таких
устройств является: Модем, клавиатура
и т.д.

Каждое специальное устройство в UNIXхарактеризуется парой чисел: Главным
(Указывает на адрес драйвера в ядре
операционной системыUnix,
которое используется для управления
портами ввода/вывода) и побочным числом
(указывает на адрес устройства (Регистров,
портов и т.д.) ). В некоторых случаях,
разработчик, может устраивать любое
свободное Главное и побочное число. В
этом случае есть риск, что написанный
собственноручно драйвер будет
конфликтовать с драйверами другого
поставщика. Специальные файлы не
обязательно соответствуют аппаратному
устройству ввода/вывода. Это может быть
и программа, выполняющая какие – либо
логические операции.

Пример: Пакет DRBDдляLINUXданный пакет создаёт специальные файлы,
выглядящие, как жёсткие диски, но при
этом сам напрямую к дискам не обращается,
а обращение осуществляет к физическим
накопителям через специальные файлы.
Он предназначен для создания сетевых
зеркальных дисковRAID-1.

Особенный специальный файл /dev/nullне ассоциирован ни с одним устройством
ввода/вывода.. Всё что записывается в
этот файл просто пропадает. Он создан
для сообщений об ошибках.

Команды UNIX для
управления и работы с файловой системой.

Ls – выводит содержимое
каталогов.

Ls–L–
выводит подробную информацию про
содержимое каталогов.

Df– выводит информацию
о свободном и занятом пространстве на
накопителях, подключенных к файловой
системе.

Пример: Выводится
информация filesystem 1024
block used Avail Cap Mount

/dev/hda1
202098 1000980 1020000 49% /

/dev/sda1 8554680 3720688 4399436
46% /mnt/dsk //GANDALF/COMMON …………………………………..

Du– выводит объём
занимаемого пространства указанного
каталога.

Find– умеет искать файл
по владельцу, по дате, по размеру и т.д.
Для поиска файлов используется совместно
с программойfitter

Пример: find/|grepname– в данном случае поиск
ведётся, начиная с корня файловой
системы. И на экран будут выведены только
те имена, в которых присутствует словоname. Либо в именах файлов,
либо в названиях каталогов.

Cat- может использоваться
для создания или выводки на экран
содержимого текстового файла. Всё, что
пользователь введёт с клавиатуры будет
записано в создаваемый текстовый файл.

Tail– используется для
вывода на экран последнихN-строк,
или для отображения на экране дописанных
в конец текстового файла другим процессом
текстовой информации.

Chmod – изменение права
доступа

Chown – изменение владельца

Chgrp– изменение группы
владельцев файла.

Touch– используется для
создания пустых файлов, это не единственный
способ. Может использоваться режим
перенаправления потоков ввода – вывода
а так же командаCap

CP –скопировать файл

MV– перенести файл, а так
же его переименовать.

RM– команда удаления
файла (вwinowsЭти же команды
звучат так:Copy,XCopy,move,del)

Данные команды используются для
файлов.

Mkdir – создание каталога

Rmdir– удаление каталога,
в том числе этот каталог должен быть
абсолютно пуст.

Rm–Rназвание
каталога Удаляет рекурсивно всю
информацию, находящуюся в каталоге.

В этих командах можно использовать
метасимволы (*,?,[]).

Mknod– используется для
создание специальных файлов.

Формат таков:
Mknod name тип major minor. Как
правило пользоваться такой командой
не требуется, в дистрибутив ОС включены
все возможные варианты файлов устройств.

Mkfs– предназначена для
разметки файловой системы (форматирование).

Ckfs– программа для проверки
целостности файловой системы. Для того,
чтобы проверить файловую систему
необходимо отключить накопитель с
файловой системой. Проверка вызывается
автоматически при запускеUNIX.
Если файловая система не была корректно
отмонтированна, например, произошло
отключение электропитания.

Mount– для подключения
файловых систем. Корневая файловая
система так же монтируется как и все
остальные.

Umount– отключает файловую
систему.. Если в данный момент на файловой
системе используются файлы и каталоги,
ядро отключить файловую систему не
даст.

Ln– предназначены для
создания жёстких ссылок на файл, в том
числе дополнительных.

Ln–s–
создание символических, или мягких
ссылок на файл, аналог ярлыков вWindows.

CD– предназначена для
перехода между каталогами. В случае,
если не указывается каталог назначения,
то переход осуществляется в домашний
каталог (определённой переменной
окружения $Home

Pwd– выводит на экран
название текущего каталога, в котором
находится пользователь.

Mkswap– предназначена для
разметки раздела жёсткого диска под
область подкачки.

Swapon

Swapoff–
включение и выключение разделов
накопителей в подсистему виртуальной
памяти ОСUNIX.

1. Дополнительные возможности файловых
   систем.

   1. Дисковые квоты – Это механизм
      операционной системы, который
      гарантирует, что пользователь не будет
      использовать больше дискового
      пространства, чем ему назначил системный
      администратор. Дисковые квоты бывают
      Жёсткими, или мягкими (Гибкими).

Гибкие квоты – пользователь может
временно превышать данную квоту, но при
выполнении определённого ряда условий
(Определённое время превышения) гибкая
квота превращается в жёсткую и пользователю
прекращается доступ на запись.

Жёсткие квоты – Пользователь не
может их не в коем случае превысить..

В MsWindowsэто
появилось вWin2000 разработка
сторонних фирм дляWinNT4.0. ВWindows2003 присутствуют расширенные средства
для управления дисковыми квотами,
которые позволяют высылать уведомления
пользователю, задавать несложные правила
для автоматической корректировки
дисковых Квот и т.д.

1. Резервное копирование — Классический
   вариант – резервное копирование на
   ленту. Устройство, которое использует
   ленту в качестве накопителя, называется
   Стримером и стоит очень дорого.
   Современные ленточные устройства
   используют алгоритм, который позволяет
   добиться высокой надёжности при
   условии, что соблюдаются рекомендации
   производителя.

Существуют две разновидности резервных
копий:

Полная – производится копирование
всей информации, которая должна быть
скопирована

Инкрементальная– копируются только
изменения относительно предыдущего
раза резервного копирования. Занимает
намного меньше времени и требует меньше
пространства.Планы резервного копирования
могут быть различны.

Самый простой: В пятницу происходит
полная копия, а во все остальные дни
дописываются только инкрементальные
копии на ту же ленту. В этом случае
человек до начала полного резервного
копирования должен сменить кассету. В
случае, когда необходимо восстановить
информации за какой – либо день,
необходимо: 1) Найти кассету, содержащую
информацию за один день, а затем с помощью
специального ПО произойдёт восстановление
информации с полной копии, а затем всех
инкрементальных до выбранного дня.
Время восстановления с ленты: 30 минут
– 2 часа. В качестве времени для резервного
копирования выбирается тот промежуток,
когда активность пользователей
минимальна.

Существуют два вида резервного
копирования:

-Физическое копирование всего диска– в этом случае происходит копирование
всех блоков. Система готова к работе
сразу после её восстановления. Недостатки
в том , что при таком резервном копировании
не учитываются свободные блоки. Второй
– в этом случае копируются в том числе
и те файлы, которые никогда не меняюся.
Третий – сложно сделать инкрементальную
копию. Так же существуют определённые
технические сложности с восстановлением
на диск с другим характеристиками.

— Логическое копирование в этом
случае происходит копирование выбранных
каталогов и файлов файловой системы.
Недостатки в том, что для восстановления
необходимо сначала восстановить
операционную систему, затем заново
установить программное обеспечение,
потом восстановить данные с носителя
(Резервной копии). Достоинства в том,
что копируется только та информация,
которая изменяется, за счёт этого объём
резервных копий значительно меньше. В
качестве объекта для резервного
копирования используются пользовательские
данные, всё что можно восстановить с
дистрибутивов не копируется.

В качестве устройств для резервного
копирование могут использоваться не
только стримеры. Существует ПО, которое
умеет записывать на компакт – диски,
так же хранить на FTPсерверах, сетевых дисках. И специализированных
серверах резервных копий. Программное
обеспечение для резервных копий встроено
вWindowsServer,
так же вUNIXесть базовые
утилиты для резервного копирования. И
так же существуют разработки сторонних
фирм. Нужно отметить компаниюSEAGATE,
стримерыHPидут с программным
обеспечениемtapeware. Из
Российских производителей – КомпанияAcronis, которая разрабатывает
решения начиная от дома, и заканчивает
корпоративными решениями.

1. Журнализирование файловой системы.
   – при выполнении операции записи
   автоматически ведётся журнал всех
   модификаций, при этом сами изменения
   могут записываться на диск спустя
   некоторое время, используя КЭШ. Если
   происходит какой – либо сбой, для
   восстановления корректного состояния
   файловой системы достаточно прочесть
   Журнал, на основании него восстановить
   модификации и данные. ПодWindowsфайловая системаNTFSявляется Журнализируемой. ПодUnix–ext3,ReiserFS.
   Сама необходимость вести журнал
   приводит к некоторому снижению
   производительности. Так же в разных
   файловых системах могут быть разные
   принципы ведения журнала. В некоторых
   фиксируется просто факт изменения,
   другие же, напротив, ведут полную и
   подробную информацию об изменениях.
   Чем подробнее журнал, тем больше
   информации можно восстановить после
   сбоя. Режим ведения журнала не даёт
   сто процентной гарантии сохранности
   информации. Благодаря использованию
   журналов, время восстановления
   работоспособности файловой системы
   значительно сокращается. Без использования
   журнала время восстановления ОС на
   диске в 6 ГБ составляет 15-20 минут на
   файловой системеEXT2. На
   файловой системеEXT3 –
   диск с соизмеримым, или большим размером
   – меньше минуты.

2. Внешнее хранение данных —
   неиспользуемые файлы на общих дисках
   операционная система прозрачно от
   пользователей перемещает на накопители
   с более низкой стоимостью хранения
   (Стримеры). Идея была предложена вWin2000 компаниейSeagate.
   Если пользователь обращается к такой
   перемещённой информации, то эти файлы
   Автоматически возвращаются на Диск.
   С точки зрения пользователя, первое
   такое обращение к файлу занимает
   длительное время.

3. Отказоустойчивые массивы Дисков –
   Используется несколько дисков, между
   которыми информация распределяется
   определённым образом, то есть при
   выходе одного или двух дисков из строя
   потери информации не происходит за
   счёт избыточности хранения. Существуют
   как аппаратные решения, так и программные.
   Среди аппаратных решений необходимо
   выделить класс продуктов, являющихся
   полностью автономными и не требующим
   для своей работы каких – либо драйверов.
   К таким устройствам, в том числе, относят
   хранилища (SAN). Такие
   устройства выглядят, как самостоятельный
   жёсткий диск, за счёт чего драйверов
   не требуется. За всё время работы этой
   технологии было разработано множество
   вариантовRaidсегодня из
   них используется всего 4.

1. RAID– 0 – отказоустойчивым
   массивом дисков не является, хотя и
   называетсяRAID. Ёмкость
   дисков объединяется в один (Было два
   диска по сто, стал 200 — один) В случае
   выхода одного из дисков происходит
   потеря всей информации, восстановлению
   не подлежит

2. RAID– 1 — зеркалированный,
   используются два диска, первый основной
   , а второй – идентичная копия первого.
   Нет никакого повышения производительности,
   иногда производительность на Запись
   снижается. Аппаратно реализуются в
   устройствах домашнего уровня.

3. RAID-5 – для создания
   используется три и более дисков (до 32)
   в массивах такого типа информация
   распределяется между всеми дисками,
   при этом один из дисков фактически
   используется под отказоустойчивость.
   То есть если используются три диска,
   то суммарный объём равен двум дискам.
   ДанныйRAIDобеспечивает
   сохранность информации в случае
   одиночного отказа. В случае выхода
   двух, или более дисков Отказоустойчивость
   не обеспечивается. Информация для
   отказоустойчивости распределена по
   всем дискам. Производительность
   такого массива выше, чем больше дисков.
   Существует недостаток – он не обеспечивает
   отказоустойчивость в случае двойного
   отказа.

4. RAID– 6 – более сложный,
   чемRAID-5, однако, обеспечивает
   отказоустойчивость в случае двойного
   отказа. Практически не используется,
   более широко из всех используетсяRAID5. Иногда некоторые поставщики предлагают
   использовать резервный ДИСК.

В Windowsсуществует программная
поддержкаRAID0,1,5. Вместе
с выходом из строя ОС, меняются настройкиRAID, необходимо использовать
специализированные утилиты для внесения
прямых изменений в Файловые системы и
в ОС. Специалист, умеющий пользоваться
этой утилитой стоит намного дороже, чем
самRAID.RAID 5
реализуется в платах, начиная от
100$, соответственно
контроллер –SCSI.

§ 2.4. Файлы и файловые структуры

Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление

Логические имена устройств внешней памяти компьютера

К каждому компьютеру может быть подключено несколько устройств внешней памяти. Основным устройством внешней памяти ПК является жёсткий диск. Если жёсткий диск имеет достаточно большую ёмкость, то его можно разделить на несколько логических разделов.

Наличие нескольких логических разделов на одном жёстком диске обеспечивает пользователю следующие преимущества:

• можно хранить операционную систему в одном логическом разделе, а данные — в другом, что позволит переустанавливать операционную систему, не затрагивая данные;
• на одном жёстком диске в различные логические разделы можно установить разные операционные системы;
• обслуживание одного логического раздела не затрагивает другие разделы.

Каждое подключаемое к компьютеру устройство внешней памяти, а также каждый логический раздел жёсткого диска имеет логическое имя.

В операционной системе Windows приняты логические имена устройств внешней памяти, состоящие из одной латинской буквы и знака двоеточия:

• для дисководов гибких дисков (дискет) — А: и В:;
• для жёстких дисков и их логических разделов — С:, D:, Е: и т. д.;
• для оптических дисководов — имена, следующие по алфавиту после имени последнего имеющегося на компьютере жёсткого диска или раздела жёсткого диска (например, F:);
• для подключаемой к компьютеру флеш-памяти — имя, следующее за последним именем оптического дисковода (например, G:).

В операционной системе Linux приняты другие правила именования дисков и их разделов. Например:

• логические разделы, принадлежащие первому жёсткому диску, получают имена hdal, hda2 и т. д.;
• логические разделы, принадлежащие второму жёсткому диску, получают имена hdbl, hdb2 и т. д.

Файл

Все программы и данные хранятся во внешней памяти компьютера в виде файлов.

Файл — это поименованная область внешней памяти.

Файловая система — это часть ОС, определяющая способ организации, хранения и именования файлов на носителях информации.

Файл характеризуется набором параметров (имя, размер, дата создания, дата последней модификации) и атрибутами, используемыми операционной системой для его обработки (архивный, системный, скрытый, только для чтения). Размер файла выражается в байтах.

Файлы, содержащие данные — графические, текстовые (рисунки, тексты), называют документами, а файлы, содержащие прикладные программы, — файлами-приложениями. Файлы-документы создаются и обрабатываются с помощью файлов-приложений.

Имя файла, как правило, состоит из двух частей, разделенных точкой: собственно имени файла и расширения. Собственно имя файлу даёт пользователь. Делать это рекомендуется осмысленно, отражая в имени содержание файла. Расширение имени обычно задаётся программой автоматически при создании файла. Расширения не обязательны, но они широко используются. Расширение позволяет пользователю, не открывая файла, определить его тип — какого вида информация (программа, текст, рисунок и т. д.) в нём содержится. Расширение позволяет операционной системе автоматически открывать файл.

В современных операционных системах имя файла может включать до 255 символов, причём в нём можно использовать буквы национальных алфавитов и пробелы. Расширение имени файла записывается после точки и обычно содержит 3-4 символа.

В ОС Windows в имени файла запрещено использование следующих символов: , /,:, *, ?, «, <, >, |. В Linux эти символы, кроме /, допустимы, хотя использовать их следует с осторожностью, так как некоторые из них могут иметь специальный смысл, а также из соображений совместимости с другими ОС.

Операционная система Linux, в отличие от Windows, различает строчные и прописные буквы в имени файла: например, FILE.txt, file.txt и FiLe.txt — это в Linux три разных файла.

В таблице приведены наиболее распространённые типы файлов и их расширения:

В ОС Linux выделяют следующие типы файлов:

• обычные файлы — файлы с программами и данными;
• каталоги — файлы, содержащие информацию о каталогах;
• ссылки — файлы, содержащие ссылки на другие файлы;
• специальные файлы устройств — файлы, используемые для представления физических устройств компьютера (жёстких и оптических дисководов, принтера, звуковых колонок и т. д.).

Каталоги

На каждом компьютерном носителе информации (жёстком, оптическом диске или флеш-памяти) может храниться большое количество файлов. Для удобства поиска информации файлы по определённым признакам объединяют в группы, называемые каталогами или папками.

Каталог также получает собственное имя. Он сам может входить в состав другого, внешнего по отношению к нему каталога. Каждый каталог может содержать множество файлов и вложенных каталогов.

Каталог — это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (вложенных каталогов).

Каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом.

В ОС Windows любой информационный носитель имеет корневой каталог, который создаётся операционной системой без участия пользователя. Обозначаются корневые каталоги добавлением к логическому имени соответствующего устройства внешней памяти знака «» (обратный слэш): А:, В:, С:, D:, Е: и т. д.

В Linux каталоги жёстких дисков или их логических разделов не принадлежат верхнему уровню файловой системы (не являются корневыми каталогами). Они «монтируются» в каталог mnt. Другие устройства внешней памяти (гибкие, оптические и флеш-диски) «монтируются» в каталог media. Каталоги mnt и media, в свою очередь, «монтируются» в единый корневой каталог, который обозначается знаком « / » (прямой слэш).

Файловая структура диска

Файловая структура диска — это совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними.

Файловые структуры бывают простыми и многоуровневыми (иерархическими).

Простые файловые структуры могут использоваться для дисков с небольшим (до нескольких десятков) количеством файлов. В этом случае оглавление диска представляет собой линейную последовательность имён файлов (рис. 2.8). Его можно сравнить с оглавлением детской книжки, которое содержит названия входящих в неё рассказов и номера страниц.

Иерархические файловые структуры используются для хранения большого (сотни и тысячи) количества файлов. Иерархия — это расположение частей (элементов) целого в порядке от высшего к низшим. Начальный (корневой) каталог содержит файлы и вложенные каталоги первого уровня. Каждый из каталогов первого уровня может содержать файлы и вложенные каталоги второго уровня и т. д. (рис. 2.9). В этом случае оглавление диска можно сравнить с оглавлением нашего учебника: в нём выделены главы, состоящие из параграфов, которые, в свою очередь, разбиты на отдельные пункты и т. д.

Пользователь, объединяя по собственному усмотрению файлы в каталоги, получает возможность создать удобную для себя систему хранения информации. Например, можно создать отдельные каталоги для хранения текстовых документов, цифровых фотографий, мелодий ит. д.; в каталоге для фотографий объединить фотографии по годам, событиям, принадлежности и т. д. Знание того, какому каталогу принадлежит файл, значительно ускоряет его поиск.

Графическое изображение иерархической файловой структуры называется деревом. В Windows каталоги на разных дисках могут образовывать несколько отдельных деревьев; в Linux каталоги объединяются в одно дерево, общее для всех дисков (рис. 2.10). Древовидные иерархические структуры можно изображать вертикально и горизонтально.

Полное имя файла

Чтобы обратиться к нужному файлу, хранящемуся на некотором диске, можно указать путь к файлу — имена всех каталогов от корневого до того, в котором непосредственно находится файл.

В операционной системе Windows путь к файлу начинается с логического имени устройства внешней памяти; после имени каждого подкаталога ставится обратный слэш. В операционной системе Linux путь к файлу начинается с имени единого корневого каталога; после имени каждого подкаталога ставится прямой слэш.

Последовательно записанные путь к файлу и имя файла составляют полное имя файла. Не может быть двух файлов, имеющих одинаковые полные имена.

Пример полного имени файла в ОС Windows:

• Е: изображенияфотоКатунь. j peg

Пример полного имени файла в ОС Linux:

• /home/methody/text

Задача 1. Пользователь работал с каталогом С:ФизикаЗадачиКинематика. Сначала он поднялся на один уровень вверх, затем ещё раз поднялся на один уровень вверх и после этого спустился в каталог Экзамен, в котором находится файл Информатика.dос. Каков путь к этому файлу?

Решение. Пользователь работал с каталогом С:ФизикаЗадачиКинематика. Поднявшись на один уровень вверх, пользователь оказался в каталоге С:ФизикаЗадачи. Поднявшись ещё на один уровень вверх, пользователь оказался в каталоге СДФизика. После этого пользователь спустился в каталог Экзамен, где находится файл. Полный путь к файлу имеет вид: С:ФизикаЭкзамен.

Задача 2. Учитель работал в каталоге D:Уроки7 классПрактические работы. Затем перешёл в дереве каталогов на уровень выше, спустился в подкаталог Презентации и удалил из него файл Введение, ppt. Каково полное имя файла, который удалил учитель?

Решение. Учитель работал с каталогом D:Уроки7 классПрактические работы. Поднявшись на один уровень вверх, он оказался в каталоге D:Уроки8 класс. После этого учитель спустился в каталог Презентации, путь к файлам которого имеет вид: D:Уроки 7 классПрезентации. В этом каталоге он удалил файл Введение.ppt, полное имя которого D:Уроки8 класс Презентации Введение.ррt.

Работа с файлами

Создаются файлы с помощью систем программирования и прикладного программного обеспечения.

В процессе работы на компьютере над файлами наиболее часто проводятся следующие операции:

• копирование (создаётся копия файла в другом каталоге или на другом носителе);
• перемещение (производится перенос файла в другой каталог или на другой носитель, исходный файл уничтожается);
• переименование (производится переименование собственно имени файла);
• удаление (в исходном каталоге объект уничтожается).

При поиске файла, имя которого известно неточно, удобно использовать маску имени файла. Маска представляет собой последовательность букв, цифр и прочих допустимых в именах файлов символов, среди которых также могут встречаться следующие символы: «?» (вопросительный знак) — означает ровно один произвольный символ; «*» (звездочка) — означает любую (в том числе и пустую) последовательность символов произвольной длины.

Например, по маске n*.txt будут найдены все файлы с расширением txt, имена которых начинаются с буквы «n», в том числе и файл n.txt. По маске п?.* будут найдены файлы с произвольными расширениями и двухбуквенными именами, начинающимися с буквы «n».

Вопросы

1. Ознакомьтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Дополняет ли презентация информацию, содержащуюся в тексте параграфа?

2. Что такое файл?    

3. Каковы основные правила именования файлов в операционной системе, установленной на компьютерах в вашем классе?

4. Назовите имена известных вам программ, открывающих файлы со следующими расширениями: txt, doc, bmp, rtf, arj.

5. Назовите логические имена устройств внешней памяти на компьютере, к которому вы имеете доступ.

6. Что такое каталог? Какой каталог называют корневым?

7. Как могут быть организованы файлы во внешней памяти?

8. Как называется графическое изображение иерархической файловой структуры?

9. Что такое путь к файлу на диске? Что такое полное имя файла?

10. Перечислите основные операции, совершаемые с файлами.

11. Сравните в операционных системах Windows и Linux: 1) правила именования файлов;  2) правила построения полных имён файлов.

12. Пользователь, перемещаясь из одного каталога в другой, последовательно посетил каталоги LESSONS, CLASS, SCHOOL, D: , MYDOC, LETTERS. При каждом перемещении пользователь либо спускался в каталог на уровень ниже, либо поднимался на уровень выше. Каково полное имя каталога, из которого начал перемещение пользователь? 1) D:MYDOCLETTERS            2) D:SCHOOLCLASSLESSONS  3) D:LESSONSCLASSSCHOOL 4) D:LESSONS

13. В некотором каталоге хранился файл Задача5. После того как в этом каталоге создали подкаталог и переместили в созданный подкаталог файл Задача5, полное имя файла стало Е:Класс8ФизикаЗадачникЗадача5. Каково было полное имя этого файла до перемещения?

14. Дано дерево каталогов. Назовите полное имя файла Doc3.

15. Даны полные имена файлов, хранящихся на диске D:.
D: COUNTRY USA INFO culture.txt   D: COUNTRY USA Washington.txt         D: COUNTRY RUSSIA Moscow.txt        D: COUNTRY RUSSIA INFO Moscow.txt        D: COUNTRY RUSSIA culture.txt    Изобразите соответствующую файловую структуру.

16. Определите, какое из указанных ниже имён файлов удовлетворяет маске: ?ba*r.?xt        1) bar.txt         2) obar.txt         3) obar.xt         4) barr.txt

17. Приведите известные вам примеры иерархий из других предметных областей (биология, география, математика, история и т. д.).

Самое главное

Основным устройством внешней памяти ПК является жёсткий диск. Каждое подключаемое к компьютеру устройство внешней памяти, а также каждый логический раздел жёсткого диска имеют логические имена.

Файл — это поименованная область внешней памяти. Имя файла, как правило, состоит из двух частей, разделённых точкой: собственно имени файла и расширения.

Каталог — это поименованная совокупность файлов и подкаталогов (вложенных каталогов). Каталог самого верхнего уровня называется корневым каталогом.

Файловая структура диска — это совокупность файлов на диске и взаимосвязей между ними. Файловые структуры бывают простыми и многоуровневыми (иерархическими).

Путь к файлу — имена всех каталогов от корневого до того, в котором непосредственно находится файл. Последовательно записанные путь к файлу и имя файла составляют полное имя файла. Полное имя файла уникально.

Оглавление

§ 2.3. Программное обеспечение компьютера

§ 2.4. Файлы и файловые структуры

§ 2.5. Пользовательский интерфейс

На компьютере хранятся тысячи файлов. При расположении всех в одном каталоге с документами трудно работать. Для их структуризации применяется понятие «иерархическая система» или «файловая структура» (ФС), представленная в виде дерева. С ней документы можно распределять по разным иерархическим уровням, подобно тому, как растут ветви на деревьях. Рассмотрим, что она собой представляет, какие разновидности бывают.

Что такое файловая структура диска

Информация на дисках и твердотельных накопителях хранится в виде файлов – адресованных областей дискового пространства. Документы на дисках выстраиваются в логическую цепочку. Её структура представлена прообразом виртуального дерева, каждый элемент которого является частью иерархической системы:

• Ствол – корень ФС.
• Ветви – каталоги разного уровня, один может располагаться в другом.
• Листья – файлы.

Графическое изображение иерархической файловой структуры выглядит следующим образом.

Система управления документами выполняет ряд функций:

• связывает обрабатываемые операционной системой и программами данные;
• занимается централизованным распределением пространства для хранения информации;
• позволяет приложениям и пользователю выполнять операции над файлами и накопителями;
• предотвращает несанкционированный доступ к документам.

Разновидности

Различают два вида иерархических систем, это:

• Физическая – её задачи: управление пространством накопителя, размещение и предоставление доступа к файлам, формирование их структуры на дисках.
• Логическая – это пространство имён или адресное пространство.

Поясним. Физически все файлы расположены на одном жёстком диске или в флеш-памяти. Для обращения к ним используется адресное пространство – указывается путь. Представим, что все документы находятся на одном диске C:. 

Для обращения к документам в одноуровневых ФС вводят название раздела, далее – его имя, например, C:file.docx.

После буквенной метки диска ставится двоеточие, затем – обратная косая черта «».

Логически эти файлы располагаются в различных каталогах (папках, директориях) – абстрактные структуры, логические контейнеры, применяемые для упорядочивания, структурирования и группировки документов.

Например: C:документыfile.docx, C:видеосериалы8сезонсерия5.mp4. После названия папки ставится разделитель – обратная косая черта, после имени документа – точка, затем – его расширение, обычно состоящее из трёх букв.

При описанной организации ФС документы имеют два имени:

• Короткое – название и расширение, указанное через точку.
• Длинное – начинается с метки логического раздела или физического накопителя, включает названия всех каталогов в иерархической последовательности – от наивысшего до самого низшего, и заканчивается коротким именем.

На одном физическом диске может располагаться несколько (зависит от файловой системы) логических разделов (томов). Если этот накопитель используется для запуска операционной системы, первый его диск будет системным – хранятся файлы ОС и активным – из него «операционка» загружается. Обычно имеет буквенную метку «C». Остальные диски предназначены для пользовательских данных, по умолчанию носят буквенные метки, следующие за «С» в английском алфавите: D, E, F. A и B – зарезервированы под флоппи-дисководы, которые вышли из обихода.

Описанная ФС ускоряет поиск нужных файлов, позволяет:

• Хранить на одном разделе множество документов с одинаковыми короткими названиями, если те расположены в разных папках – имеют различные адреса.
• Группировать документы по общим признакам.
• Держать на компьютере несколько копий одного документа.

Благодаря папкам мы понимаем, что в каталоге «Фильмы» находятся видеофайлы, «Фото» – фотоколлекция, в «ФотоОтпуск2021» снимки с последнего отдыха. В каталогах «Физика» и «Химия» могут располагаться объекты с одинаковыми именами – «Лабораторная работа №1.docx».

Порядок подчинения или древовидная структура файлов формируется пользователем на всех разделах, кроме системного, где всё делают программы установки ОС и приложений. Человеку в иерархию каталогов на разделе C: вмешиваться не стоит.

Ныне практически каждая файловая система многоуровневая или древовидная – это рассмотренный выше метод организации хранения данных. Одноуровневая файловая структура – это устаревшая, практически не использующаяся ФС. Пример: когда в корне диска – съёмного накопителя – размещены десятки файлов без каталогов.

Особенности обращения к файлам

Для выполнения операций с файлом указывается его полное имя от дисковой метки до расширения. Бывают ситуации, когда для идентификации объекта достаточно использовать его краткое имя – название с расширением через точку. Для пользователя, работающего с ФС, один каталог всегда активный, например, открытый в Проводнике. Файловый обозреватель фиксирует, запоминает путь к текущей директории и использует его как относительное имя, автоматически добавляя его перед кратким.

При открытой папке «D:книгиучебники» можно ввести «информатика.pdf», а Проводник превратит путь в «D:книгиучебникиинформатика.pdf».

Монтирование

Организовать хранение содержимого внешних накопителей (флешек, компакт-дисков) на одном устройстве можно путём размещения отдельной автономной файловой структуры на внутреннем носителе. Её принято называть образом – это отдельный файл, в котором хранится точная цифровая копия содержимого флешки, логического или физического раздела. Создав такую копию, её монтируют в виртуальный дисковод и работают как с физическим носителем в режиме чтения. Изменять содержимое образа привычным способом нельзя.

Диск D: – образ, точная цифровая копия флешки.

Есть варианты объединения файловых структур разных логических либо физических накопителей в одну. После монтирования разницы между корневой и смонтированной ФС нет.

Тесты

Как называется графическое изображение иерархической файловой структуры?

1. Дерево.
2. Ветвь.
3. Каталог.

Что это такое файловая структура диска?

1. Методика хранения данных на накопителях.
2. Способ представления цифровой информации.
3. Взаимосвязь между хранящимися на нём документами.

Какую структуру имеет файловая система

1. Линейную.
2. Иерархическую.
3. Табличную.